Липиды. Функции липидов

1. Биохимия

Липиды

2. Липиды

Липиды (от др. греч. λίπος — жир) — обширная группа
природных органических соединений, включающая
жиры и жироподобные вещества. Молекулы
простых липидов состоят из спирта и жирных
кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных
жирных кислот и других компонентов.
Липиды являются третьим классом органических
веществ из которых состоит живой организм.
Правильный качественный и количественный
состав липидов клетки определяет ее возможности,
активность и выживаемость.

3. Функции липидов

Необходимость изучения строения, свойств и видов
липидов кроется в многообразии из функций.
Функции липидов существенно зависят от их вида:
• Резервно-энергетическая функция:
Триацилглицеролы (сложные эфиры трехатомного
спирта – глицерина) подкожного жира являются
основным энергетическим резервом организма при
голодании. Для поперечнополосатой мускулатуры,
печени и почек они являются основным источником
энергии.

4. Функции липидов

• Структурная функция:
Мембраны клеток состоят из фосфолипидов, обязательным
компонентом являются гликолипиды и холестерол. Т.к.
активность мембранных ферментов зависит от состояния
и текучести мембран, то жирнокислотный состав и
наличие определенных видов фосфолипидов, количество
холестерола влияет на активность мембранных
липидзависимых ферментов.
Холестерол (холестерин) – высокомолекулярный спирт:

5. Функции липидов

• Сигнальная функция:
Гликолипиды выполняют рецепторные функции и задачи
взаимодействия с другими клетками. Производные
жирных кислот – эйкозаноиды – являются местными
или тканевыми гормонами, обеспечивая регуляцию
функций клеток.
• Защитная функция:
Подкожный жир является хорошим термоизолирующим
средством, наряду с брыжеечным жиром он
обеспечивает механическую защиту внутренних
органов. Фосфолипиды играют определенную роль в
активации свертывающей системы крови.

6. Классификация липидов

Классификация липидов сложна, так как в класс липидов входят вещества
весьма разнообразные по своему строению. Их объединяет только
одно свойство – гидрофобность.
По отношению к гидролизу в щелочной среде все липиды подразделяют
на две большие группы: омыляемые и неомыляемые.
• Среди неомыляемых определена большая группа стероидов, в состав
которой входят холестерол и его производные: стероидные гормоны,
стероидные витамины, желчные кислоты.
• Среди омыляемых липидов существуют простые липиды, т.е.
состоящие
только
из
спирта
и
жирных
кислот
–
воска, триацилглицеролы (триглицериды), эфиры холестерола,
и сложные липиды, включающие, кроме спирта и жирных кислот,
вещества иного строения – фосфолипиды, гликолипиды,
сфинголипиды.

7. Классификация липидов

8. Эйкозаноиды

К эйкозаноидам (είκοσι, греч.-двадцать) относят окисленные
производные эйкозановых кислот:
• эйкозотриеновой (С20:3)*
• арахидоновой (С20:4)
• тимнодоновой (С20:5)
Активность эйкозаноидов значительно разнится от числа
двойных связей в молекуле, которое зависит от строения
исходной жирной кислоты.
*Эта запись обозначает, что у карбоновой кислоты 20 атомов
углерода в цепи (С20) и 3 кратные связи.

9. Эйкозаноиды

Выделяют
три
основные
группы
эйкозаноидов:
простагландины,
лейкотриены, тромбоксаны.
• Простагландины
(Pg)
–
синтезируются
практически во всех клетках, кроме
эритроцитов и лимфоцитов. Выделяют типы
простагландинов A, B, C, D, E, F. Функции
простагландинов сводятся к изменению тонуса
гладких мышц, при этом направленность
изменений различна в зависимости от типа
простагландинов, типа клетки и условий. Они
также влияют на температуру тела.

10. Эйкозаноиды

• Тромбоксаны (Tx) образуются в тромбоцитах,
стимулируют их агрегацию и вызывают сужение
сосудов. Их активность снижается при увеличении числа
двойных связей в исходных жирных кислотах.
В
организме
суммарный
эффект
простациклинов
и
тромбоксанов
на
тромбообразование
и
артериальное
давление
складывается.
• Лейкотриены (Lt) синтезируются в лейкоцитах, в
клетках легких, селезенки, мозга, сердца. Выделяют 6
типов лейкотриенов A, B, C, D, E, F. В лейкоцитах они
стимулируют подвижность и миграцию клеток в очаг
воспаления. В целом они активируют реакции
воспаления, предотвращая его хронизацию.

11. Жирные кислоты

Жирные кислоты входят в состав практически всех
классов липидов, кроме производных холестерола.
У человека жирные кислоты характеризуются
следующими особенностями:
• четное число углеродных атомов в цепи,
• отсутствие разветвлений цепи,
• наличие двойных связей только в цисконформации.
В свою очередь, по строению жирные кислоты
неоднородны и различаются длиной цепи и
количеством двойных связей.

12. Жирные кислоты

В свою очередь, по строению жирные кислоты неоднородны и
различаются длиной цепи и количеством двойных связей:
К насыщенным жирным кислотам относится пальмитиновая (С16),
стеариновая (С18) и арахиновая (С20).
К мононенасыщенным – пальмитоолеиновая (С16:1, Δ9),
олеиновая (С18:1, Δ9). Указанные жирные кислоты находятся в
большинстве пищевых жиров и в жире человека.
Полиненасыщенные жирные кислоты содержат от 2-х и более
двойных связей, разделенных метиленовой группой. Кроме
отличий по количеству двойных связей, кислоты различаются
их положением относительно начала цепи (обозначается через
греческую букву Δ "дельта") или последнего атома углерода
цепи (обозначается буквой ω "омега").

13. Роль жирных кислот

1. Именно с жирными кислотами связана самая известная функция
липидов – энергетическая. Благодаря окислению жирных
кислот ткани организма получают более половины всей
энергии, только эритроциты и нервные клетки не используют их
в этом качестве. Как энергетический субстрат используются, в
основном, насыщенные и мононенасыщенные жирные
кислоты.
2.Жирные
кислоты
входят
в
состав
фосфолипидов
и
триацилглицеролов.
Наличие полиненасыщенных жирных кислот определяет
биологическую
активность
фосфолипидов,
свойства
биологических мембран, взаимодействие фосфолипидов с
мембранными белками и их транспортную и рецепторную
активность.

14. Роль жирных кислот

3. Для длинноцепочечных (С22, С24) полиненасыщенных
жирных
кислот
установлено
участие
в
механизмах запоминания и поведенческих реакциях.
4. Еще одна, и очень важная функция ненасыщенных
жирных кислот, а именно – содержащих 20 углеродных
атомов (эйкозановые кислоты), заключается в том, что
они являются субстратом для синтеза эйкозаноидов –
биологически
активных
веществ,
изменяющих
количество цАМФ и цГМФ в клетке, модулирующих
метаболизм и активность как самой клетки, так и
окружающих клеток. Иначе эти вещества называют
местные или тканевые гормоны.

15. Источники жирных кислот

Поскольку жирные кислоты определяют свойства молекул, в
состав которых они входят, то они находятся в совершенно
разных продуктах.
• Источником насыщенных и мононенасыщенныхжирных
кислот являются твердые жиры – сливочное масло, сыр и
другие молочные продукты, свиное сало и говяжий жир.
• Полиненасыщенные ω6-жирные кислоты в большом
количестве представлены в растительных маслах (кроме
оливкового и пальмового) – подсолнечное, конопляное,
льняное масло. В небольшом количестве арахидоновая кислота
имеется также в свином жире и молокопродуктах.
• Полиненасыщенные ω3-жирные кислоты находятся в рыбьем
жире – в первую очередь жир трески. Как исключение, αлиноленовая кислота содержится в льняном масле.

16. Фосфолипиды

Фосфолипиды
(фосфатиды)
представляют
собой
соединение
спирта глицерола(глицерин) или сфингозина(2-амино-4-октадецен-1,3диол) с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В их
состав также входят азотсодержащие соединения холин, этаноламин
серин, циклический шестиатомный спирт инозитол (витамин В8).
Доля фосфолипидов в пищевом жире невелика (не более 10%), это
фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий. Источниками
фосфолипидов является практически любой жир, используемый в пищу –
любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир,
жир молочных продуктов и сливочное масло. В результате фосфолипидов
поступает около 8-10 г в сутки.
В организме человека наиболее распространены глицерофосфолипиды.
Жирные кислоты, входящие в состав этих фосфолипидов, неравноценны.
Ко
второму
атому
углерода
присоединена,
как
1
правило, полиненасыщенная жирная кислота. При углероде С находятся
любые кислоты, чаще мононенасыщеннные или насыщенные.
Фосфолипиды выполняют структурную функцию.

17. Гликолипиды

Гликолипиды широко представлены в нервной ткани и мозге.
Размещаются
они
на
наружной
поверхности
плазматических мембран, при этом олигосахаридные
цепи направлены наружу. Наиболее вероятная их функция
– рецепторная.
Общей частью всех гликолипидов является церамид –
соединение
аминоспирта
сфингозина
с
длинноцепочечной жирной кислотой:

18. Гликолипиды

В
классе гликолипидов выделяют две группы цереброзиды и ганглиозиды. В составе обеих групп
находится церамид и углевод, представленный моно- или
олигосахаридом или их производными.
Большую часть гликолипидов составляют цереброзиды. Для
большинства
тканей
более
характерны глюкозилцерамиды, однако в нервной ткани
главным цереброзидом является галактозилцерамид.

19. Галактозицерамид

20. Ганглозиды

Другой
группой
гликолипидов
являются
широко
представленные в нервной ткани ганглиозиды. Они
содержат церамид, разные остатки моносахаров и их
производных (сульфосахаров и аминосахаров) и одну или
несколько молекул сиаловых кислот.
Сиаловые кислоты являются N- или O-ацилпроизводными
нейраминовой кислоты, которую можно рассматривать
как производное глюкозы.
Строение N-ацетилнейраминовой кислоты

21. Схематичное строение ганглиозида